文 献 综 述

一.课题研究背景及意义

随着移动通信网络规模的日益扩大，频率资源变得更严峻。用来满足移动多媒体业务发展需求的通信速率太慢。根据相关研究数据表明，在一个普通手机基站中，功率放大器占用其中50%的功率使用量，而它在恒压供电时效率仅为15%左右。考虑到移动通信系统中基站和功率放大器的体量相当庞大，这部分的功率损耗由于累积效应将会产生巨大的能源浪费。现代移动通信已经广泛采用非恒定包络的数字调制方式，即为功率放大器的射频输入信号的幅值是不断变化的，此时仍采用恒定电压为功率放大器供电，那么恒定电压和射频信号包络线幅值之间会存在一个电压差，这部分电压差将会加在功率放大器内部处于线性工作状态的功率器件上，当存在负载电流流过时就会产生显著的功率损耗。包络线跟踪技术即为功率放大器提供可变幅值的供电电压，使其跟随射频输入信号包络线的变化而产生变化。这样，功率放大器就可以始终工作在效率最大点附近。因此，包络线跟踪电源的研究对于节约能源以及减少温室气体排放具有重要的现实意义。由于包络线跟踪电源需满足高效率、高带宽、高跟踪线性度等要求，因此其设计面临着严峻挑战。为了加快数据传输速率，现代无线通信采用一些复杂的调节。本文提出了基于并联开关线性复合包络跟踪的研究供电。

二.国内外现状

根据相关研究报道，对一个欧洲典型通信网络而言，3G通信时采用ET技术，这将比传统供电方式减少 28MW功率消耗，且每年可以节省3000万美元的电费开支，减少11万吨CO₂排放。因此，ET技术的研究不但具有巨大的社会经济价值，而且对保护环境以及减弱温室效应也具有积极的现实意义。由于ET电源所需要跟踪的是RF信号的包络线，因此它必须满足高带宽（最高达几十MHz）的要求。同时由于应用在手机基站场合，其峰值输出功率及平均输出功率最大需达到几百W量级。因此，ET电源的设计面临着严峻的挑战。

三.发展趋势

为了同时满足高效率和高跟踪线性度的要求，可采用开关线性组合结构来构成ET电源。根据线性放大器和开关变换器的具体组合方式，电压型输出的开关线性并联结构适用于构成ET电源。通过分析开关变换器PWM工作时产生的边带效应和多频域控制模型，指出了开关变换器的高带宽设计面临着的主要问题是所需的开关频率过高，然而实际电路中开关管的开关速度往往难以满足其要求。为此，设计提高系统跟踪带宽同时降低所需要的开关频率的控制方法和电路结构，提出采用串入阻断二极管的多电平开关切换的结构来拟合输出电压的方案以及多幅值电流源拟合输出电流的方案，它们分别适于开关线性串联结构和开关线性并联结构ET电源中的开关变换器的设计。在此基础上，为了适应两种结构对线性放大器的不同的要求，讨论了线性放大器的拓扑选择。

郗焕提出为同时满足高效率和高跟踪线性度的要求，可以采用开关线性组合结构来构成ET电源，指出电压型输出的开关线性并联结构和开关线性串联结构适于构成ET电源。提出采用多幅值电流源拟合输出电流的方案，它们分别适用于开关线性串联结构和开关线性并联结构ET电源中开关变换器的设计。^[1]

阮新波等人提出了开关电源直接型和隔离型的基本拓扑电路，及其各自的特点和应用范围；开关元器件（包括开关器件、电容、电感、变压器等）的设计选择方法；开关电源的吸收回路和热设计技术；零开关损耗的基本电路；实际开关电路的电磁兼容性设计。^[2]

张卫平提出了连续导电模式（CCM）下开关变换器建模；断续导电模式（DCM）下开关变换器建模；开关调节系统的基础知识；电压控制型开关调节系统；平均电流控制型开关调节系统；峰值电流控制型开关调节系统；开关变换器的仿真技术；谐振变换器建模。^[3]